초코볼의 inside Tech

Bluetooth 모듈에 꽂혀 꽃혀, 한꺼번에 구입한 모듈들의 마지막 모듈인 SPP-C 확인 포스트 입니다.

지금까지 확인해 본 Bluetooth 모듀에 대해서는 아래 글을 참고해 보세요.

* Hardware | bluetooth 모듈 HC-06 / HC-05 사용해 보기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bluetooth-HC06-HC05-2

* Hardware | bluetooth 모듈 HC-06 / HC-05 사용해 보기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bluetooth-HC06-HC05-1

1. SPP-C

이름도 생소한 SPP-C Bluetooth 모듈입니다.

구입처는 아래 링크에서 구입. 일반 모듈 치고는 3천원 정도로 고가네요.

* SPP-C Bluetooth serial pass-through module wireless serial communication from machine Wireless SPPC Replace HC-05 HC-06

- https://www.aliexpress.com/item/32755550889.html

사용된 main chip 은 Beken 이라는 중국 회사 제품 입니다.

* BK3231

BKDatasheet.pdf

SPP-CA HardwareGuide_chn.pdfSPP.pdf

SPP.pdf

외형은 다음과 같이 생겼어요.

사진에서 볼 수 있 듯, 사용된 breakout board 는 HC-05 / 06 과 동일한 ZS-040 이 사용 되었습니다.

2. 간단 구동

FTDI 로 연결하여 Arduino IDE 의 Serial Monitor 를 통해, AT command 로 상태 확인을 해보겠습니다.

이렇게 계속 LED 가 깜빡이면, AT command mode 라고 하네요.

Paring 이 되면, LED 가 계속 켜져 있습니다.

아래는 간단한 AT command 의 결과 입니다.

HC-05 / 06 과 다른 점은, AT 명령어 끝에 물음표 ( ? ) 를 넣지 않습니다.

AT

ready 상태 확인

AT+RESET

상태 reset

AT+VERSION

firmware version 확인

AT+LADDR

할당된 주소 표시

AT+NAME

기기 확인용 이름 확인하거나 설정

AT+ROLE

Master / Slave 확인하거나 설정

AT+PIN

Paring 시 사용 될 비밀번호 확인하거나 설정

AT+BAUD

Paring 시 사용 될 baud rate 확인하거나 설정

AT+HELP

특이하게 HELP 명령어를 지원합니다. 어떤 명령어들이 준비되어 있는지 알 수 있으니 좋네요.

3. Windows 10 과 연동

HC-05 / 06 에서 했던 OS 와 연동시켜 봅니다.

Windows 10 에서 기기를 찾을 수 있습니다.

Paring 을 위한 password 를 넣습니다. 아까 AT command 로 확인한 "1234" 겠죠?

일반 Bluetooth 기기처럼 쉽게 연결이 됩니다. 장치관리자에서 기기 등록이 완료됩니다.

연결된 Bluetooth 가, 그 모듈이 맞는지 주소도 확인해 봅니다.

Windows 에서는 COM11 로 연결되었군요.

Putty 를 이용해 접근해 봅니다. 초기 Speed Baud rate 는 9600 입니다.

Serial Monitor (FTDI 연결) 와 Putty (Serial) 접속 - 각각 다른 접근을 통해, paring 통신이 가능한지 확인해 봅니다.

서로 연결이 문제없이 되고, 문자 전송으로 통신 연결을 확인 할 수 있습니다.

동영상 첨부합니다.

HC-05/06 과 다른 점은, pairing 연결/해제에 대한 상태 및 상대 주소도 보여줍니다.

Paring 성공

+CONNECTING<<

CONNECTED

Paring 해제

DISC:SUCCESS

+READY

+PAIRABLE

4. Master / Slave 연동 준비

HC-05/06 에서 해 봤던, Master/Slave 연동을 시험해 보기로 합니다.

우선 HC-05/06 에서 통신 속도를 38400 baud rate 로 맞춰서 진행했으니, 동일하게 설정합니다.

AT 명령어는, "AT+BAUD6" 입니다.

Serial Monitor 에서 명령어 실행 후, baud rate 를 바꿔 확인하면, 정상적으로 설정 된 것을 확인.

SPP-C 를 Slave 로 이용시, 가지고 있는 주소를 알아야 Master 에서 직접 연결이 가능하므로, 주소를 따 놓습니다.

그 주소를 HC-05 Master 에 등록해 줍니다.

5. Master / Slave 연동 연결

연결은 한번 해봤던 회로를 그대로 사용.

   SPP-C  | Arduino Nano
-------------------------
    TXD   |      D10
    RXD   |      D11
-------------------------
          |     POWER
-------------------------
    VCC   |      3.3V
    GND   |      GND
-------------------------
  SWITCH  |      D2
 LED+220Ω |      D8
-------------------------

회로도도 동일.

아래와 같이 배선. 얼핏 보기엔 복잡하지만, LED 와 스위치, 그리고 TX/RX 를 연결해 주면 됩니다.

다른 분들은 쉽게 하는것 같은데, arduino 에서 전원을 끌어다 쓰면 정상동작 하지 않았습니다.

외부전원 - MB102 를 사용해야 정상 동작했습니다.

동작 확인 동영상 입니다.

Arduino 에 들어간 소스는 tactile switch 가 눌리면 Master / Slave 에 신호를 보내고,

상대 Slave / Master 에서 신호를 받으면 LED 를 high 로 만드는 소스 입니다.

소스는 이전 포스트인 아래 글에 올려 놨습니다.

    * Hardware | bluetooth 모듈 HC-06 / HC-05 사용해 보기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bluetooth-HC06-HC05-2

5. Master / Slave 모드 변경

검색 해보면, SPP-C 에 사용된 BK3231 는 Slave 뿐만 아니라, Master 로도 사용이 가능합니다.

"AT+ROLE1" 명령어로 Master 로 변경되어야 하나, command 결과가 OK 라 할지라도 모드 변경이 되지 않습니다.

메뉴얼을 찾아 봤습니다.

하드웨어적으로 Slave only 가 될 수도 있다고 하네요.

좀더 찾아 봤습니다. BC04-A 이지만, BC04-B 메뉴얼에 보면, PIO(4) 와 PIO(5) 를 이용해서 모드 변경이 가능하다 합니다.

PIO(4) 를 3.3V 에 연결하면 software 변경 모드로 온다 합니다. 이렇게 하면 AT command 로 조정 가능해 보입니다.

그렇게 하면 PIO(5) 는 건들지 않아도 된다고 하네요.

27번핀이 PIO(4) 인 것이군요.

BC04-B Technical specification.pdf

BC04-B_AT_Command.pdf

BK3231_ARM968E-S.pdf

BLK-MD-BC04-B_AT-COMMANDS.pdf

DS_IM130614001_Serial_Port_BLE_Module_Master_Slave_HM-10.pdf

단, 좀 확신을 가질 수 없는게, 명확히 BC04-A 레이아웃에도 적용이 되는지 입니다.

여러 사진들을 찾아 봤으나, BK3231 이 올라간 그림에서 PIO(4) 는 여기닷! 이라고 찍혀 있는 사진이 없었습니다.

이렇게 보면, Pin 구성이 많이 다른것 같기도 하고...

6. 접점 변경

일단 BC04-B 기준으로 접점 조정을 해보기로 합니다.

배를 갈라주고...

저 노란색 화살표의 제일 오른쪽이 PIO(4) 인데, 일단 납땜이 되어 있습니다.

Slave 고정되어 있는 현재의 상태를 변경해줘야 하니, 땜 접점을 없애 주기로 합니다.

열풍기가 있으면 한방이겠지만... ㅠ.ㅠ

토스트기에 넣고 구우면서 핀셋으로 흔들어 봅니다. 효과 없군요.

RX/TX 부분이 가장 멀리 떨어져 있으니, 여기서부터 납 제거 및 보드를 살짝씩 들어 올려서 분리 시도 합니다.

잘 떨어졌는데, 위 사진의 화살표 보이는 것 처럼 동판도 들려버렸습니다. 아...

캡톤 테이프 성애자인 저는, 막아야 할 27 pin 및 혹시라도 접점이 생길것 같은 부분을 커버해 줍니다.

27 pin 을 방어한 체로, 다시 납땜.

그리고 FTDI 에 연결.

반응이 없습니다..............

FTDI 연결 모듈에 들오지 않은 불이 하나 더 들어 옵니다. 어딘가 쇼트가 되었거나 기판 (동판) 이 망가진 듯.

27 pin 을 다시 납땜 해서 접점을 만들어 줘도 동일 현상.

확실하게 망가졌네요. ㅠㅠ

일전에 구입해 놓은 bluetooth 모듈인, HC-06, HC-05, SPP-C 사용기 2탄 입니다.

첫번째 포스트는 아래 링크를 참고해 보세요.

* Hardware | bluetooth 모듈 HC-06 / HC-05 사용해 보기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-bluetooth-HC06-HC05-1

오늘은 master/slave 두 가지 모드를 지원하는 HC-05 에 대해 알아봅니다.

1. Firmware

Wi-Fi 모듈처럼 자체 firmware 를 가지고 있습니다.

Firmware 를 최신버전으로 update 하고 싶었으나, 인터넷에서 찾기는 어렵네요.

HC-05 는 Bluetooth 계열에서는 고가면서 다기능인 RN42 로 업그레이드가 가능하다고 하지만,

저의 PCB 는 불가능한 제품임을 알게 되었습니다.

* Fake HC-05/HC-06 modules with BlueCore3 chips relabeled as BC417

- https://github.com/lorf/csr-spi-ftdi/issues/25

언뜻 튜닝 요소가 많아 보이지만, 요즘 나오는 제품들은 튜닝이 불가능 한것 같습니다.

2. USB 시리얼 연결

궂이 arduino 를 통해서 연결할 필요는 없고, 직접 serial 통신으로 연결합니다.

  HC-05 | FTDI
----------------
   RX   |  TX
   TX   |  RX
----------------
        | POWER
----------------
   GND  |  GND
   VCC  |  3.3V
----------------

Arduino 를 거치지 않더라도 Arduino IDE 를 사용할 수 있습니다.

FTDI 가 연결 된 Port 만 정확하게 선택하면 Serial Monitor 를 이용하여 AT 명령어를 확인해 볼 수 있습니다.

HC-05 가 사용하는 전류량이 많은지라, arduino 나 FTDI 에서 전력을 공급하면 불안정한 모습을 보입니다.

Bluetooth 모듈도 Wi-Fi 모듈과 동일하게, 외부 전원을 이용하는 편이 좋습니다.

실제 연결은 다음과 같습니다.

3. AT mode

HC-05 가 동작하는 mode 는 두 가지가 있습니다. 하나는 보통 mode 이고, 다른 하나는 AT mode.

Normal mode 는 LED 깜빡임이 빠르고, AT mode 는 깜빡임이 느려서 그 구분을 할 수 있습니다.

참고로 설정을 변경할 수 있는 모드가 AT mode 이고, 기본 모드가 아닙니다.

* Normal mode

* AT mode

AT mode 로 들어가는 방법은 두 가지가 있습니다.

EN pin 을 high 로 (전원 연결)

EN pin 에 대해 전원을 연결한 상태로 키면 AT mode 로 진입하게 됩니다.

어떤 제품은 그냥 켰다가, 한번만이라도 EN 에 전원을 인가해 주면 AT mode 로 접근한다 하는데, 제꺼는 처음부터 high 로 놓지 않으면 AT mode 로 진입할 수 없었습니다.

Button 를 누른 상태에서 켜기

위의 화살표 버튼을 누른 상태에서 전원을 인가하면, AT mode 로 동작합니다.

그 뒤에 손을 놔도 그대로 AT mode 를 유지합니다.

4. Command list

HC-06 과 비슷하지만 다른 부분들도 있습니다.

주로 사용하는 command 를 가지고 간단한 설명을 남겨 놓습니다.

AT+VERSION?

firmware 버전에 대해 확인합니다.

비교적 요즈음 구매해서 그런지 "VERSION:3.0-20170601" 라고 뜨네요.

AT+STATE?

커멘드 입력시의 상태를 표시해 줍니다.

"INITIALIZED" ---- initialized status
"READY" ---- ready status
"PAIRABLE" ---- pairable status
"PAIRED" ---- paired status
"INQUIRING" ---- inquiring status 
"CONNECTING" ---- connecting status
"CONNECTED" ---- connected status
"DISCONNECTED" ---- disconnected status
"NUKNOW" ---- unknown status

AT+ROLE?

Master 인지 Slave 인지 확인할 수 있습니다. Master 이면 1, Slave 면 0 입니다.

AT+ADDR?

주소 정보를 반환해 줍니다.

AT+NAME?

기기 이름을 설정하거나 알려 줍니다.

AT+PSWD?

비밀번호를 확인할 수 있습니다.

AT+UART?

Serial connect 시에 사용될 속도를 설정/확인 할 수 있습니다.

AT+CMODE?

지정된 기기와 연결 시킬 것인지, 여러 기기와 통신하게 할 지를 정할 수 있습니다.

0 이면, 지정된 기기와의 연결만 가능하고, 1 이면 다른 여러 기기와 연결시킬 수 있는 mode 입니다.

AT+BIND?

연결할 상대 기기 주소 지정.

AT+POLAR?

PIO8 / PIO9 연결 상태에 따른 LED 표시 상태를 정의한다 합니다. 무슨 이야기 인지 하나도 모르겠습니다.

AT+IPSCAN?

IP 스캔할 인터벌과 타이밍을 설정합니다.

AT+SENM?

Safe / Encryption mode 라고 합니다.

AT+ADCN?

인증을 통해 pairing 된 기기의 수를 알려 줍니다.

AT+MRAD?

가장 최근에 인증을 통해 연결된 기기를 보여줍니다.

AT+MPIO?

Multiple port output 이라고 합니다. 무슨 소리인지 모르겠습니다.

AT+CLASS?

디바이스 타이프를 보여 줍니다.

AT+IAC?

Access code 에 GIAC type (General Inquire Access Code : default 는 0x9e8b33) 을 사용.

AT+INQM?

RSSI 모드로 몇 개의 device를 최장 몇 초동안 받아들일지의 설정.

잘 쓰이지 않을 보안과 deep한 설정은 잘 모르겠네요. 기준이 되는 문서를 첨부합니다.

추가로, firmware version 에 따라 명령어가 조금씩 다를 수 있습니다.

HC-0305_serial_module_AT_commamd_set_201104_revised.pdf

5. Slave 모드로 Windows 10 과 연결해 보기

HC-06 을 가지고 놀 때도 했지만, HC-05 이니 한번 더 동일한 방법으로 Windows 10 와 연결 해 봅니다.

인식 후, 연결을 위해 암호를 입력합니다.

특별한 문제 없이 연결 되었습니다.

장치 관리자에서 확인해 보면, Bluetooth 장치에 정상적으로 등록 되었네요.

Putty 로 연결해 보기 위해 COM port 를 확인해 봅니다.

Putty 의 Serial 로 연결해 봅니다.

Putty 에서 키보드로 입력하면, Putty 상에서는 보이지 않지만, Arduino IDE 의 Serial Monitor 에서는 전송된 글씨가 보입니다.

Slave 모드로 Windows 10 에 연결에 문제가 없네요.

6. Master 모드로 Slave 연동 - firmware 설정

마지막으로, HC-05 (Master) 와 HC-06 (Slave) 를 연결하여 통신이 가능한지 확인해 봤습니다.

참고한 사이트와 너tube 정보는 다음과 같아요.

* How to Configure HC-05 Bluetooth Module As Master and Slave Via AT Command

- https://www.instructables.com/id/How-to-Configure-HC-05-Bluetooth-Module-As-Master-/

* Communication between Master HC-05 and Slave HC-05
    - https://www.youtube.com/watch?v=mY803K-5WxE

구성품은 arduino / 스위치 / LED 각각 두 개씩 필요하고, Master/Slave 가 될, HC-05 / HC-06 이 필요합니다.

HC-06 Slave 설정

우선 HC-06 Slave 에서 다음과 같이 설정합니다.

- AT+ROLE=0 : Slave 설정

- AT+ADDR? : Master 에 등록하기 위해 address 를 알아 냄

- AT+UART=38400,0,0 : Serial 통신 속도를 38400 으로 맞춤

통신속도를 맞추면, Serial Monitor 의 속도도 새로운 값 - 38400 에 맟줘 줘야 확인이 가능 합니다.

HC-05 Master 설정

그 다음으로, HC-05 Master 는 다음과 같이 설정합니다.

- AT+ROLE=1 : Master 설정

- AT+CMODE=1 : pairing 할 기기를 검색하지 않고, 지정하여 등록. 등록은 아래의 BIND 명령어로 설정.

- AT+BIND=98D3,41,F93341 : 패어링 할 Slave 기기를 지정. (위에서 Slave 의 ADDR 로 확인한 주소 정보)

- AT+UART=38400,0,0 : Serial 통신 속도를 38400 으로 맞춤

최종적으로 BIND 정보를 확인하여, Slave 어드레스가 잘 등록되어 있으면 OK 입니다.

6. Master 모드로 Slave 연동 - arduino 와 연결

Pin 연결은 다음과 같습니다.

HC-05 와 HC-06 의 연결은 Master/Slave 로 기능은 다르나, 연결 방법은 동일합니다.

 HC-05/06 | Arduino Nano
-------------------------
    TXD   |      D10
    RXD   |      D11
-------------------------
          |     POWER
-------------------------
    VCC   |      3.3V
    GND   |      GND
-------------------------
  SWITCH  |      D2
 LED+220Ω|      D8
-------------------------

회로도를 Fritzing 으로 그려 봤습니다.

최근에 업데이트 된 0.9.4 로 그렸는데, 그림 export 에 버그가 있네요. (점프선에 점선)

실제 구현한 사진 입니다.

주의할 점으로는, Wi-Fi 모듈 연결 시험 했을때와 동일하게, Bluetooth 모듈도 추가 전원으로 연결해야 원활한 확인이 가능 합니다.

Arduino 로부터 빼서 사용하는 전원은 충분치 못하여 불안정한 동작을 보입니다.

위의 사진 오른쪽 밑에 있는 것이 추가 전원입니다.

Arduino 에 써넣을 sketch 는 다음과 같습니다.

Master Source

//this is master

#include "SoftwareSerial.h"

SoftwareSerial BTSerial(10, 11);
int state = 0;
const int ledPin = 8;
const int buttonPin = 2;
int buttonState = 1;

void setup() {
  BTSerial.begin(38400);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  digitalWrite(buttonPin, HIGH);
}

void loop() {
 if(BTSerial.available() > 0) { 
    // Checks whether data is comming from the serial port
    state = BTSerial.read(); // Reads the data from the serial port
 }
 
 // Controlling the LED
 buttonState = digitalRead(buttonPin);
 
 if (buttonState == LOW) {
  BTSerial.write('1');
 } else {
  BTSerial.write('0');
 }
 
 if (state == '1') {
  digitalWrite(ledPin, HIGH); // LED ON
  state = 0;
 } else if (state == '0') {
  digitalWrite(ledPin, LOW); // LED ON
  state = 0;
 }
}

Slave Source

//this is slave

#include "SoftwareSerial.h"

SoftwareSerial BTSerial(10, 11);
int state = 0;
const int led = 8;
const int button = 2;
int buttonstate = 1;

void setup() {
  BTSerial.begin(38400);
  pinMode(led, OUTPUT);
  digitalWrite(led, LOW);
  pinMode(button, INPUT);
  digitalWrite(button, HIGH);
}

void loop() {
 if(BTSerial.available() > 0) { 
    // Checks whether data is comming from the serial port
    state = BTSerial.read(); // Reads the data from the serial port
 }
 
 // Reading the button
 buttonstate = digitalRead(button);
 
 if (buttonstate == LOW) {
   BTSerial.write('1'); // Sends '1' to the master to turn on LED
 } else {
   BTSerial.write('0');
 }  

  if (state == '1') {
  digitalWrite(led, HIGH); // LED ON
  state = 0;
 } else if (state == '0') {
  digitalWrite(led, LOW); // LED ON
  state = 0;
 }
}

여기까지 오면 모든 준비는 다 되었습니다.

7. Master 모드로 Slave 연동 - 확인

HC-05 (Master) 와 HC-06 (Slave) 끼리의 연동 통신을 위해 서로 LED 가 깜빡거리다 연결 됩니다.

Arduino 소스 및 회로에서 구성한 대로,

Master 의 스위치를 누르면, Slave 쪽의 LED 가 켜지고, Slave 의 스위치를 누르면, Master 쪽의 LED 가 점등하는 것을 알 수 있습니다.

문제 없이 서로 통신하고 있다는 것을 LED 점등으로 확인 할 수 있습니다.

8. SPP-C 연동

다음 편에서는 SPP-C 확인을 해보도록 하겠습니다.

이번 글을 읽기에 앞서, ESP8266 에 관하여 몇 차례에 걸쳐 다뤄 왔습니다.

ESP8266 을 활용하기 위해서는 여러 지식과 경험이 바탕이 되어야 추가적인 내용을 충분히 이해할 수 있습니다.

시간이 허락되신다면, 먼저 아래 포스팅 들을 참고해 주세요.

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-2

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 3

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-3

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 4

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-4

또한, 이 포스트에서 가장 많이 참고한 사이트는 여기 입니다.

* Using ESP8266 SPIFFS

- https://www.instructables.com/id/Using-ESP8266-SPIFFS/

1. SPIFFS

SPI Flash File System 의 약자로서,

ESP8266 등에 장착된 Flash memory chip 의 여유공간에 파일을 쓰기/읽기/삭제 등을 할 수 있게 해주는 기능입니다.

* ESP8266 Arduino Core

- https://arduino-esp8266.readthedocs.io/en/latest/filesystem.html

|--------------|-------|---------------|--|--|--|--|--|
^              ^       ^               ^     ^
Sketch    OTA update   File system   EEPROM  WiFi config (SDK)

단, 일판 file system 처럼 directory 구조처럼 하위 폴더 개념이 없고, 1차원적으로 모든 파일을 한곳에 넣어서 사용해야 합니다.

궁극적인 목적으로는,

- ESP8266 등에 장착된 controller 가, 시간과 로드가 많이 걸리는 외부 저장장치에 접근하지 않고, 내부적으로 처리하기 위한 방법

- 파일이 자주 변하지 않으며, 주로 읽혀지는 파일

- 여타 파일 시스템 처럼 bad block 등의 검사나, 마킹을 할 수 없음

- HTML, CSS, JS 파일들을 올려놓고 ESP8266 에서 web server 를 돌릴 수 있슴

2. Arduino IDE 에서 환경 설정

파일을 올리는 툴은 Arduino IDE 에서 하게 되므로, SPIFFS 를 사용할 수 있도록 Arduino IDE 를 설정해야 합니다.

우선 Arduino IDE 에서 SPIFFS 메뉴를 활성화 시키기 위해 아래 순서대로 진행합니다.

A. Plug-In 인스톨

아래 사이트에서 최신 파일을 받습니다.

* esp8266/arduino-esp8266fs-plugin

- https://github.com/esp8266/arduino-esp8266fs-plugin/

* Latest version of ESP8266 Arduino

- https://github.com/esp8266/arduino-esp8266fs-plugin/releases/tag/0.4.0

- ESP8266FS-0.4.0.zip

혹시 모르니, 필요한 파일을 받아서 올렸습니다.

B. 파일을 설치

Arduino IDE 에서 설정된 sketch 폴더에 tools 라는 directory 를 만들어 서 그 안에 위의 파일을 해동하여 넣습니다.

sketch 폴더는 환경마다 다르므로, 현재 쓰고 있는 환경에서 sketch 폴더가 어디인지는 Preference 에서 확인 가능합니다.

C. 설치 완료 확인

설치 후, Arduino IDE 를 재시작 하여 Tools 메뉴에 가 보면,

아래 Before/After 처럼, 새롭게 "ESP8266 Sketch Data Upload" 매뉴가 활성화 된 것을 확인 할 수 있습니다.

Before

After

3. ESP8266 의 용량 확인

파일을 업로드 하기 전, ESP8266 에 달려 있는 Flash memory 의 용량을 확인해 봅니다.

사실 대략 알고 있다면 이 부분은 건너 뛰어도 됩니다.

우선 ESP8266 보드를 Arduino IDE 에서 직접 access 할 수 있도록, 보드를 등록해 봅니다.

보드 등록을 위한 관련 파일을 다운로드 받아 설치하려면, 아래 설정처럼 Preference 에 해당 정보가 등록되어 있어야 합니다.

File > Preference

https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

아래처럼 등록하면 됩니다.

예전에 Digispark 를 DIY 한 흔적이 있네요. 다른 URL이 이미 있다면, 다음 줄에 등록하면 됩니다.

그럼, 아래 메뉴에서 ESP8266 보드 관련 파일을 설치할 수 있게 됩니다.

Tools > Board > Boards Manager

Boards Manager 에서 esp8266 으로 검색하여, 설치되어 있지 않으면 설치해 줍니다.

여기까지 왔다면, Board 메뉴에서 Generic ESP8266 Module 을 선택할 수 있게 됩니다.

특별히 할 설정은 없슴니다만, SPIFFS 를 2M 사용한다고 설정 했습니다.

다른 설정은 잘 모르겠네요.

이제 Flash memory 확인용 sketch 를 선택합니다.

File > Examples > ESP8266 > CheckFlashConfig

실제 소스는 다음과 같습니다.

/*
  ESP8266 CheckFlashConfig by Markus Sattler
  This sketch tests if the EEPROM settings of the IDE match to the Hardware
*/

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {

  uint32_t realSize = ESP.getFlashChipRealSize();
  uint32_t ideSize = ESP.getFlashChipSize();
  FlashMode_t ideMode = ESP.getFlashChipMode();

  Serial.printf("Flash real id:   %08X\n", ESP.getFlashChipId());
  Serial.printf("Flash real size: %u bytes\n\n", realSize);

  Serial.printf("Flash ide  size: %u bytes\n", ideSize);
  Serial.printf("Flash ide speed: %u Hz\n", ESP.getFlashChipSpeed());
  Serial.printf("Flash ide mode:  %s\n", (ideMode == FM_QIO ? "QIO" : ideMode == FM_QOUT ? "QOUT" : ideMode == FM_DIO ? "DIO" : ideMode == FM_DOUT ? "DOUT" : "UNKNOWN"));

  if (ideSize != realSize) {
    Serial.println("Flash Chip configuration wrong!\n");
  } else {
    Serial.println("Flash Chip configuration ok.\n");
  }

  delay(5000);
}

!!주의!!

ESP8266 의 Flash memory 에 writing 하기 위해서는 아래 순서에 맞게 해야 합니다.

1. RST 의 스위치를 누른다.

2. FLASH 의 스위치를 누른다.

3. RST 의 스위치에서 손을 뗀다.

4. FLASH 의 스위치에서 손을 뗀다.

5. Flash program 에서 "시작" 을 누른다.

위의 구성처럼, 꼭 외부 전원으로 ESP8266 을 구동시키는 것과,

PC 와 Serial 연결 위한 FTDI 나 CP2102 의 GND 를, 외부전원의 GND 와 서로 연결해 주는 것을 빼먹으면 안됩니다. (동기)

FTDI 는 Serial 통신만을 위한 것이지, ESP8266 의 전원까지 공급하게 하면, 매우 높은 확률로 실패합니다.

컴파일된 sketch 가 잘 밀어들어가고 있고요.

문제 없이 끝났습니다.

Hard resetting via RTS pin... 이라고 나오고, 그 뒤 반응에 대한 내용은 나오지 않습니다.

Serial Monitor 로 확인해 보면, 올라간 sketch 가 잘 구동되는 것을 확인할 수 있습니다.

원래 1MB 였던 Flash memory 가 4MB 로 변경된 것이 확인 됩니다.

4. SPIFFS upload

이제 아까 Plug-in 을 이용해 구현했던 "ESP8266 Sketch Data Upload" 기능을 이용하여 실재로 data upload 를 해 봅니다.

sketch 폴더에 "data" 폴더를 만들고, 거기에 파일을 놔두면, 그 파일이 자동으로 upload 된다고 합니다.

으잉? 빈 깡통이라고 그러네요?

이미 위에서 알고 있는 sketch folder 와 또 다른 곳을 이야기 하는 듯 합니다.

IDE 메뉴의 "Show Sketch Folder" 를 이용하여 어디를 이야기 하는지 확인해 봅니다.

Sketch > Show Sketch Folder

Sketch 폴더가 여기였어? 이 SPIFFS 업로드용 sketch 폴더는 Temp 폴더로 잡혀있나 보네요.

data 폴더를 만들어 주고 업로드 하고 싶은 파일을 심어 놓습니다.

드디어 이 메뉴를 눌러 봅니다.

"SPIFFS Uploading Image..." 라고 뜨면서 막 뭐를 밀어 넣는 것 같습니다.

"SPIFFS Image Uploaded" 라고 뜨면서, "Hash of data verification" 까지 실행하고 끝납니다.

텍스트 파일이라서 그런지 data 압축도 자동으로 되는 것 같습니다.

Data upload 영역과 기존 firmware 영역이 잘 분리되어 있는지, 전원을 리셋하여 command 를 날려 봅니다.

기존 Wi-Fi firmware 영역은 완벽히 구분되어 잘 보존되어 있네요.

아래 그림에서 보이듯, SPIFFS 가 사용하는 File System 영역과 Program 영역이 분리되어 있는지 확인해 본 것입니다.

5. Upload 된 파일 확인

그럼 upload 되어 있는 파일이 진짜 내가 올린 파일인지 확인해 볼까요?

이 글, 맨 처음에 참조한 사이트에서 text 파일 확인용 소스가 있습니다. 그대로 활용해 봅니다. (Steve 고마워요~)

/* Steve Quinn 06/03/17
Copyright 2017 Steve Quinn

This program is free software: you can redistribute it and/or modify
it under the terms of the GNU General Public License as published by
the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
(at your option) any later version.

 This program is distributed in the hope that it will be useful,
 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 GNU General Public License for more details.

 You should have received a copy of the GNU General Public License
 along with this program.  If not, see .

Written to accompany the following Instructable;

'Using ESP8266 SPIFFS'

Compiled using Arduino 1.6.9 
*/

#include "string.h"
#include "FS.h"

bool    spiffsActive = false;
#define TESTFILE "/esp8266_SPIFFS.txt"

void setup() {
	Serial.begin(115200);
	delay(1000);
	
	// Start filing subsystem
	if (SPIFFS.begin()) {
		Serial.println("SPIFFS Active");
		Serial.println();
		spiffsActive = true;
	} else {
		Serial.println("Unable to activate SPIFFS");
	}
	
	delay(2000);
}

void loop() {
	if (spiffsActive) {
		if (SPIFFS.exists(TESTFILE)) {
			
			File f = SPIFFS.open(TESTFILE, "r");
			if (!f) {
				Serial.print("Unable To Open '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("' for Reading");
				Serial.println();
			} else {
				String s;
				Serial.print("Contents of file '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("'");
				Serial.println();
				
				while (f.position() < f.size()) {
					s=f.readStringUntil('\n');
					s.trim();
					Serial.println(s);
				}
				f.close();
			}
			Serial.println();
			
			f = SPIFFS.open(TESTFILE, "a");
			if (!f) {
				Serial.print("Unable To Open '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("' for Appending");
				Serial.println();
			} else {
				Serial.print("Appending line to file '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("'");
				Serial.println();
				f.println("This line has been appended");
				f.close();
			}
			
			f = SPIFFS.open(TESTFILE, "r");
			if (!f) {
				Serial.print("Unable To Open '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("' for Reading");
				Serial.println();
			} else {
				String s;
				Serial.print("Contents of file '");
				Serial.print(TESTFILE);
				Serial.println("' after append");
				Serial.println();
				
				while (f.position() < f.size()) {
					s=f.readStringUntil('\n');
					s.trim();
					Serial.println(s);
				}
				f.close();
			}
		} else {
			Serial.print("Unable To Find ");
			Serial.println(TESTFILE);
			Serial.println();
		}
	}
	
	while (true) {
		yield();
	}
}

프로그램 영역에 올려야 구동되므로, IDE 에서 일반 sketch upload 로 밀어 넣습니다.

프로그램이 올라가면 Serial Monitor 를 통해 확인해 봅니다.

제가 작성했던 text 파일이 잘 읽혀지네요. 신기~!

한글 및 ASCII 코드도 잘 읽혀서 변환되었습니다. (OS 가 한글이기도 하고, 파일 인코딩을 UTF-8 로 지정함)

이 소스는 Flash memory 에서 SPIFFS 를 사용하여,

일반 file system 의 IO 처럼, 추가 쓰기가 가능하다는 것을 보여주기 위해 append 기능이 부여되어 있습니다.

이 과정을 통해 기존 firmware 위에 확인용 sketch 가 overwrite 되었으므로,

다시 Wi-Fi firmware 를 입혀주고, 그렇게 해도 여전히 data 영역이 그래도 보존되는지 확인해 봅니다.

그 다음, 다시 위의 소스 sketch 를 입히고 실행시켜 보니, 아래와 같이 한줄 더 추가 되었습니다.

즉, data 영역은 프로그램 용 sketch 나, Wi-Fi firmware 와는 완전 분리된 상태로 관리 되고 있다는 것을 알 수 있습니다.

FIN

ESP8266 에 대해서 5회에 걸쳐 살펴봤습니다.

대략적인 사용법 - 개념, 환경 구성, Flash memory 사용법 - 은 훑어 본것 같습니다.

ESP8266 의 진정한 활용은 무선으로 연결하여 IoT data 나, 실시간 연결을 통한 제어가 주 목적이 되겠습니다.

다음부터는 센서를 가지고 놀면서, IoT 적인 활용법을 익혀 보겠습니다.

1. Bluetooth 통신

룰루~ arduino 로 놀 수 있는 센서나 모듈이 뭐가 있을까~ 하고 AliExpress 를 둘러 보던 중,

HC-05, HC-06, SPP-C 가 bluetooth 연결에 사용할 수 있는 모듈이라는 것을 알았습니다.

아직 쌓여있는 센서가 많지만, 일단 구매해 봅니다.

* SPP-C Bluetooth serial pass-through module wireless serial communication from machine Wireless SPPC Replace HC-05 HC-06

- https://www.aliexpress.com/item/32755550889.html

* HC-05 HC 05 hc-06 HC 06 RF Wireless Bluetooth Transceiver Slave Module RS232 / TTL to UART converter and adapter

- https://www.aliexpress.com/item/32523867394.html

2. 도착

한 업자에게서 구매 해서 동시에 배달되었습니다.

HC-05 이구요.

HC-06 이구요.

응? HC-05 랑 보드는 같고, 다른점은 오른쪽 밑에 스위치와 pin 갯수가 다른 것 뿐이네요.

뒷면에 세겨진 pin out 배열도 동일합니다.

SPP-C 만 다른 보드를 사용합니다.

3. HC-06

일단 오늘은, Slave 만으로 사용할 수 있는 가장 간단한 HC-06 구동을 시험해 보기로 합니다.

HC-05 는 Master / Slave 양쪽으로 사용할 수 있고, HC-06 은 Slave 만 가능하다 하네요.

보드가 동일한 것을 미리 알았더라면, HC-05 만 두개 살껄 그랬습니다.

SPP-C 는 완전 다른 모양이라 HC-05 / HC-06 을 가지고 놀아 보고 그 다음애 해보려 합니다.

구동 전원 Vcc 는 3.6v~5V 라서 arduino nano 의 3.3v 로는 조금 부족하고 5v 로 확실하게 구동됩니다.

HC-06 의 RXD, TXD 는 3.3v 를 이용한 입출력이므로. level shift 회로가 필요합니다만, 출력 (TXD) 은 그대로 하고,

입력 (RXD) 에 저항을 연결하여 회로를 보호해 줍니다.

사실 그대로 연결해도 됩니다만, 저항을 연결해 주는게 느낌상 좋습니다.

실제로 전용회로를 꾸미게 되면, 입출력 전압을 측정하여 거기에 맞는 저항을 달아 주는 것이 좋겠죠?

사양은 다음과 같습니다.

- Bluetooth protocol: Bluetooth V2.0 protocol standard

- Power Level: Class2(+6dBm)

- Band: 2.40GHz—2.48GHz, ISM Band   

- Receiver sensitivity: -85dBm

- USB protocol: USB v1.1/2.0

- Modulation mode: Gauss frequency Shift Keying

- Safety feature: Authentication and encryption

- Operating voltage range:+3.3V to +6V

- Operating temperature range: -20ºC to +55ºC

- Operating Current: 40mA

* Specification : hc06.pdf

4. pin out

여러 연결 방법이 있을 수 있으나,

우선 가장 간단한 arduino nano 를 통해서 PC 와 통신을 시도해 봅니다.

Pin out 정보 입니다.

 HC-06 | Arduino Nano
-----------------------
  RXD  |      D2
  TXD  |      D3
  GND  |      GND
  VCC  |      3.3V
-----------------------

아두이노에서 받는 3.3v 전원은 조금 약한 감이 있고, 5v 를 받자니 arduino nano 가 버거울 것 같아,

외부 전원을 사용하면 안정적으로 3.3v 인가 가능할 것 같습니다.

실제로 arduino nano 의 3.3v 에 연결하면, 되었다 안되었다 불안한 동작을 보여 줍니다.

5. layout

연결 diagram 입니다.

실제로 아래와 같이 연결했습니다.

삽질한 부분은 arduino nano 와 추가 전원의 ground 는 서로 연결해줘야 하는 것이였습니다.

그렇지 않으면, 정상적으로 통신이 되지 않습니다.

Ground 는 꼭 서로 맟춰 줘야 합니다.

6. sketch

아래는 arduino nano 를 PC 와 연결 할 경우에 사용한 소스 입니다.

#include "SoftwareSerial.h"
 
#define HC06_RXD 2
#define HC06_TXD 3
SoftwareSerial bluetooth(HC06_RXD, HC06_TXD);
 
void setup(){
  Serial.begin(9600);
  bluetooth.begin(9600);
}
 
void loop(){
  if (bluetooth.available()) {
    Serial.write(bluetooth.read());
  }
  if (Serial.available()) {
    bluetooth.write(Serial.read());
  }
}

7. AT commands

HC-06 과 연결되면 AT 명령어를 통해서 상태 확인이 가능합니다. 

Arduino IDE > Tools > Serial Monitor 를 띄우고 위의 AT 명령어들을 쳐 봅니다.

통신 속도 = baud rate 는 9600 으로 해야 합니다.

HC-06 은 공장 출하 설정이 9600 bps 로 되어 있습니다.

Bluetooth 이름은 "HC-06" 이구요, ROLE 은 0, 즉 SLAVE 로 되어 있습니다.

* AT+ROLE: See role of bt module(1=master/0=slave)

Password 는 기본 "1234" 로 되어 있습니다.

통신 속도 UART 는 9600 으로 되어 있네요.

바꾸고 싶을 경우는 아래와 같이 설정하면 됩니다.

* 1 set to 1200bps

* 2 set to 2400bps 

* 3 set to 4800bps 

* 4 set to 9600bps (Default) 

* 5 set to 19200bps 

* 6 set to 38400bps 

* 7 set to 57600bps 

* 8 set to 115200bps

  ex) AT+BAUD4 will set the baud rate to 9600

다른 명령어도 다 쳐 봤습니다.

8. Windows 10 과 연결해 보기

Windows 10 에서 블루투스 장치로 연결해 봅니다.

HC-06 을 연결하면 비번을 물어봅니다.

블루투스다 보니 잘 연결됩니다.

장치관리자에서 연결된 HC-06 의 주소를 확인해 보면, 가지고 있는 HC-06 의 address 인 것을 알 수 있습니다.

동일한 장치임을 확인 할 수 있는 부분이죠.

COM 포트를 확인해 보면, 송신 port 가 COM8 임을 알 수 있네요.

시리얼 포트 리스트에도 떠 있습니다.

putty 를 이용하여 COM8 에 연결합니다.

오호라. putty 에서 타이핑 한 것은 보이지 않지만, 글씨를 타이핑 후,

"Ctrl + M, J" 를 치면 arduino IDE 의 Serial Monitor 에서 송신된 단어를 확인할 수 있습니다.

반대로, Serial Monitor 에서 글씨를 치고 Send 를 누르면, putty 화면에 나타나는 것을 확인 할 수 있어요.

9. USB UART CP2102

Serial 연결은, USB Serial 장치인 CP2102 를 통해서도 연결해 봅니다.

RXD 는 저항을 달아서 보호해 주면서, 그림과 같이 연결해 줍니다.

 HC-06 | CP2102
----------------
  RXD  |  TXD
  TXD  |  RXD
  GND  |  GND
----------------

실제 연결은 다음과 같습니다.

역시 putty 를 이용해서 확인해 봅니다.

모든 AT commands 가 잘 먹힙니다. 정상적으로 통신이 가능하네요.

FIN

HC-06 / HC-05 은 해볼 것이 여러가지 있는것 같습니다.

일단 오늘은 HC-06 의 여러가지 연결법과 AT commands 를 사용해 봤습니다.

다음은 HC-05  HC-06 을 사용하여 Master / Slave 연결 등을 활용해 볼께요.

Update - 20210124

사진 정리를 하다, 예전 경주에 놀러갔을 때, 3D 놀이공간 건물 한켠에 전자 공방에서 찍은 사진을 발견.

HC-06 / HC-05 는 bluetooth 에 있어서 널리 사용되는 모듈임을 새삼 다시 알게 되었네요.